软件开发中工作量与工时评估模型
前言
软件开发中如何合理的预估项目的开发时间始终是一个难题。因为项目中不确定性的因素太多。这里我们根据日常项目中开发的规律总结出一种工作量预估的模型。该模型参考物理学中时间的计算方式:
\[ 时间(T)=\frac {距离(S)}{速度(V)} \]
得到我们的软件开发时间计算公式:
\[ 开发时间(T)=\frac {工作量(S)}{开发速度(V)} \]
一、工作量的确定
工作量主要与三方面的因素有关系。任务的规模、任务的复杂度以及完成该任务的人员能力水平。这里我们先假设一个标准的人员水平(即：理想状态下人员水平都是一定的标准工程师)。那么此时工作量主要与任务的规模与任务的复杂度有关系。
1.1 任务规模(S)
关于任务的规模拆分出如下等级。(我们可以总结自己项目的规律来调整这个等级)：
| 级别 | 描述 |
|---|---|
| 5 | 任务规模极其之大，甚至不能估计，可以拆分成很多小任务，甚至子工程。 |
| 4 | 任务规模较大，需要一周左右的时间来完成，可以拆分成很多小任务 |
| 3 | 中等规模的任务，需要三到五天左右的工作量 |
| 2 | 任务小，需要两到三天左右的工作量 |
| 1 | 任务较小，需要一天左右的工作量 |
| 0.5 | 任务非常小，需要很少的工作量，需要几个小时的工作 |
注意:这里的工作量只是完成任务本身所需的工作量，但软件开发往往不只是完成任务本身，更多时候任务还会涉及到其它相关的任务、系统。也有些任务可能涉及到团队技术的盲点，需要一定的时间研究分析等。因此，我们还需要结合任务的复杂度来进行工作量的评估。
1.2 任务复杂度(C)
关于任务复杂度，同样可以拆分出以下几个等级。
| 级别 | 描述 |
|---|---|
| 5 | 极其复杂，更多依赖于其它任务、系统或子系统，含有团队中缺乏的技术，或者一些重要的经验，任务描述很不清晰，有许多未知因素，对外部任务、系统或子系统有很大的影响等 |
| 4 | 非常复杂，依赖于其它任务、系统或子系统，其中所涉及到的一些技术点、经验在团队中不是强项，任务描述不清晰，有些未知因素，需要极高的一些技术能力才能完成，对外部任务、系统或子系统有一定的影响等 |
| 3 | 中等程度复杂，有些依赖于其它任务、系统或子系统，完成任务很少或不需要研究，任务描述很清晰，未知因素基本没有，只需要一般的技术能力就可以完成，对外部任务、系统或子系统很少的影响等 |
| 2 | 简单，很少依赖于其它任务、系统或子系统，其中所涉及到的一些技术点、经验在团队中曾经有过，任务描述基本清晰，未知因素较少，只需要一般的技术能力就可以完成，对外部任务、系统或子系统基本没有影响 |
| 1 | 较简单，基本没有未知因素，所涉及的技术、经验都是团队非常熟练的。只需要基本的编程能力就可以完成，任务影响力仅涉及自身。 |
1.3 工作量(E)
\[ 单个任务工作量(o)=SC \]
\[ 项目的总工作量(E)=\sum_{i=1}^n{(SC)}_i \]
这里，我们定义工作量的最小工作单位为sp，单位时间一天的工作量。1sp即：我们的标准工程师一天的工作量为1sp(即:我们的标准工程师理想中的开发速度为1sp)；
二、开发速度的评估
2.1 理想开发速度
我们的一个标准工程师理想中的开发速度就是一天可以完成1sp的工作量。前提是标准程序员，但显然我们团队中的程序员不可能都是标准工程师。因此理想中我们的团队开发速度为:
\[ 团队理想开发速度(V_t)=标准工程师开发速度(V_s)*团队人员个数(R) \]
2.2 开发速度的影响因子
项目开发速度是一个很复杂的概念，很难准确的对其进行定义。考虑到不同团队成员的能力不同，则开发速度也不相同，即使是同一团队，其开发速度也不是一成不变的，会受到各种因素的影响。理想开发速度仅仅是没有受到任何阻力影响时的速度。但在项目过程中，总会遇到一些影响。其影响因素主要包括两方面。确定性因素以及突发性因素，在项目开始前，项目经理对以下两种因素预估的越准确，那么对开发时间的评估也越准确。
确定性因素一般是项目客观存在的，容易在开始前预测的。关于确定性因素大致参考如下:
| 影响因子 | 影响因子分数(以下为示例分数，具体分数可根据情况自定义i>0,若稳定则为1) |
|---|---|
| 团队组成 | 0.95 |
| 开发过程 | 1 |
| 需求清晰完整度 | 0.96 |
| 技术因素 | 0.97 |
| 团队配合 | 1.05 |
| 其它因素 | 0.98 |
团队组成:考虑到团队成员不可能为标准工程师。因此团队人员的能力是影响团队开发速度的一个很大因素。我们可以在团队中找一个接近于标准工程师的人，得到他的能力系数(SF)为1sp(一天可以完成1sp的工作量)，则以他为基准可以得到团队所有人的能力系数。则团队组成的影响因子分数(TF)计算公式为:
\[ TF=\frac{\sum_{i=1}^N{(SF)}_i} {N} \]
开发过程:考虑到改进开发过程(采用敏捷，优化测试方法等)会对开发速度有影响，因此开发过程是影响因素之一。其值可大于1也可以小于1，若稳定不变则为1
需求清晰完成度:需求是否足够清晰、完整也会对开发速度有影响。
技术因素:若完成该项目涉及到团队中未知、不具备的技术知识也是风险之一。当然也可能为正面因素。
团队配合:一个配合好的团队和配合差的团队其开发速度也是明显不同的。
说明:以上因素具体项目团队可自行调整。
确定性因素(FF)的综合影响(FR)计算公式为:
\[ FR=\prod_{i=0}^n(FF)_i \]
突发性因素往往是项目开始前哪一预测的。关于突发性因素大致参考如下
| 突发性因素\影响因子分数 | 高(+) | 中(+) | 低(+) | 稳定 | 低(-) | 中(-) | 高(-) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 团队变化 | 1.1 | 1.05 | 1.02 | 1 | 0.98 | 0.95 | 0.91 |
| 需求变化 | - | - | - | 1 | 0.99 | 0.98 | 0.97 |
| 团队成员兼职 | - | - | - | 1 | 0.98 | 0.96 | 0.94 |
| 业务方失误 | - | - | - | 1 | 0.97 | 0.95 | 0.92 |
| 开发环境变化 | 1.1 | 1.05 | 1.02 | 1 | 0.98 | 0.95 | 0.92 |
| 临时增加减少任务 | 1.1 | 1.05 | 1.02 | 1 | 0.97 | 0.95 | 0.91 |
| 其它 | 1.1 | 1.05 | 1.02 | 1 | 0.99 | 0.97 | 0.96 |
团队变化:团队人员离职，新增成员等
需求变化:开发过程中需求的变更
团队成员兼职:团队成员身兼数职，在其他团队也有工作。
业务方失误:业务方提出错误的要求等
开发环境变化:项目开发过程中开发环境发生变化
临时增加减少任务:项目过程中临时性的新增或减少需求。
说明:以上因素具体项目团队可自行调整。
突发性因素(VF)的综合影响(DF)计算公式为:
\[ DF=\prod_{i=0}^n(VF)_i \]
2.3 实际开发速度
实际开发速度需要在理想开发速度的基础上增加各种影响因子。其公式如下:
\[ V=V_t^{FR\times DF} \]
如上图,由下往上分别为3-8人的开发团队开发速度与综合影响因子分数的函数图像(影响因子在0.8-1.2之间)。
2.3 开发时间评估
开发时间计算公式如下:
\[ T=\frac {E}{V}=\frac {\sum_{i=1}^n{(SC)}_i}{V_t^{FR\times DF}}(Days) \]
三、模型举例
输入:
- 任务数:50
- 团队人数:7
- 固定性因素影响值:
- 团队组成 0.97
- 开发过程 1
- 需求清晰完整度 0.95
- 技术因素 0.96
- 团队配合 1.02
- 其它因素 0.96
- 团队组成 0.97
- 突发性因素影响值:
- 团队变化 0.95
- 需求变化 0.98
- 团队成员兼职 0.99
- 业务方失误 1
- 开发环境变化 1
- 临时增加减少任务 1
- 其它 0.99
输出:
总工作量: 150
理想开发速度: 7
理想开发时间: 21.4天
固定性因素影响综合值: 0.87
突发性因素影响值: 0.91
实际开发速度: 4.65
实际开发时间: 32.2天
结束语
以上仅个人针对我们公司项目所制定的一种工作量评估模型。其具体实用程度，使用中存在的问题等，还有待时间与大量数据的支撑。也希望道友们能提供一些宝贵的意见。你们的团队是如何进行工时与工作量的评估的。